[发明专利]煤层注水系统

说明书

技术领域

本发明涉及注水技术，尤其涉及一种煤层注水系统。

背景技术

煤层中90％以上的瓦斯以吸附的形式赋存在煤层的孔隙与裂隙中。在尚未开采或未受扰动的煤层中，瓦斯气体保持动态的吸附平衡。当煤层被开采后，煤层中的裂隙被暴露，平衡的瓦斯赋存状态被打破。大量的瓦斯气体不断从煤层中解吸出来，通过煤层中的孔隙、微裂隙、裂隙运移到巷道或作面中。目前多数煤矿是应用大功率采煤机以及综采放顶煤开采工艺，在每层含水量低的情况下，将导致煤尘产生量增加，不仅对安全生产构成威胁，还因生产环境恶化，直接损害工人的身体健康。因此，如果治理瓦斯和煤尘的措施不力，就有可能造成瓦斯和煤尘爆炸。

有效地预防瓦斯和煤尘灾害的发生一直是保证煤矿安全生产重中之重的工作。在众多的预防措施中，向煤层中注水是简便有效和治本的方法。这是因为在煤层注水的预湿过程中，由于裂隙表面的压力、夹层和矿物资的膨化以及化学与物理化学的作用，使煤的力学性质发生变化，塑性增加，硬度和强度降低，造成煤层疏松，减少了煤层内部的应力集中和瓦斯放散的速度，煤破碎过程中生成的煤尘量将有所减少，瓦斯涌出量也减少，一般情况下，煤层水份增加愈多，瓦斯涌出量的降低率愈大，同时，煤破碎后生成的煤尘也愈少。由此可见煤层注水具有如下优点：首先，可软化煤层；降低截割和破碎能量，减少设备的损坏和提高采出率；其次，可避免火灾的发生；再次，可预防冲击地压的危害；最后，可降低工作场所温度。要使煤层湿润和软化，必须使煤层中有水。一般使用注水系统对煤提进行注水操作。目前的注水系统一般采用井下静压注水或高压水泵加压注水。

现有技术至少存在以下问题：首先，静压注水只适用于透气性很好的煤层，使用静压注水无法实现透气性较差煤层的注水工作；其次，高压水泵加压注水提供的压力有限，且随着注水泵压力的增加，设备的运行和维护要求也相应提高。

发明内容

本发明提供一种煤层注水系统，用以实现对透气性差的煤层的有效注水。

本发明提供一种煤层注水系统，其中包括：脉冲动力子系统和注水子系统；

所述注水子系统的出水口和设定区域的待注水煤层连通，以向所述待注水煤层注水；

所述脉冲动力子系统的出液口与所述设定区域的所述待注水煤层连通，以向该区域的所述待注水煤层提供液压脉冲。

如上所述的煤层注水系统，优选的是：所述脉冲动力子系统包括水锤器、水泵和储水箱；

所述水锤器的高压缸的出液口作为所述脉冲动力子系统的出液口；

所述水锤器的低压缸与所述水泵的出水孔连通；

所述水泵的进水孔与所述储水箱连通。

如上所述的煤层注水系统，优选的是：所述脉冲动力子系统还包括防爆电机和底座；

所述储水箱、水泵和防爆电机都固定设置在所述底座上；

所述防爆电机与所述水泵连接，以向所述水泵提供动力；

所述水锤器固定设置在所述储水箱上。

如上所述的煤层注水系统，优选的是：还包括注水管，所述注水管出口所在端的管子卡设在所述待注水煤层里，所述注水管的入口位于所述待注水煤层的外侧，且所述入口分别与所述出水口和出液口连通。

如上所述的煤层注水系统，优选的是：还包括三通接头，所述三通接头的其中一个接头与所述入口连通，所述三通接头的另外两个接头分别与所述出水口和出液口连通。

如上所述的煤层注水系统，优选的是：

还包括煤岩颗粒过滤罐；

所述煤岩颗粒过滤罐包括罐体和设置在所述罐体内的过滤网，所述罐体两端均为开口；

所述罐体的一端与所述入口连通，另一端与所述三通接头连通。

如上所述的煤层注水系统，优选的是：

所述注水子系统包括静压注水管和静压压力泵；

所述静压注水管的出水口作为所述注水子系统的出水口；

所述静压注水管的进水口与所述静压压力泵连通；

所述静压压力泵用于将水泵入所述静压注水管。

如上所述的煤层注水系统，优选的是：

所述静压注水管和所述三通接头之间设置有单向阀，所述单向阀用于导通水从所述静压注水管流向所述注水管的通路。

如上所述的煤层注水系统，优选的是：

所述静压注水管上设置有压力表和水表；

所述压力表用于显示所述静压注水管中的水压值；

所述水表用于显示所述静压注水管中的注水流量。

如上所述的煤层注水系统，优选的是：所述静压注水管上设置有阀门；